超級電容器具有能量密度高、功率密度大、壽命長、成本低且對環(huán)境無污染等優(yōu)點,被人們逐漸運用到了各個領(lǐng)域。生物質(zhì)活性碳前驅(qū)體來源于農(nóng)林廢棄物或者工業(yè)廢棄物,具有原料來源廣、價格低廉、可再生性強等優(yōu)點,可以為超級電容器領(lǐng)域提供價格低廉的優(yōu)質(zhì)活性碳。本文選用毛竹筍殼作為前驅(qū)體,通過預(yù)處理、高溫碳化、活化等一系列處理,制備了生物質(zhì)活性碳;并探究了不同碳化溫度、活化劑比例等工藝參數(shù)對活性碳微觀結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,當(dāng)碳化溫度為900℃,碳材料與活化劑質(zhì)量比為1∶2時,生物質(zhì)活性碳的比表面積為1129.4 m²/g;當(dāng)電流密度為0.1 A/g時,其比電容為173.2 F/g;當(dāng)電流密度為1 A/g時其比電容為128.2 F/g。因此,該材料具有較高的比電容及較好的倍率特性,在超級電容器上具有良好的應(yīng)用前景。 

【文章來源】：電子元件與材料. 2020,39(07)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

活化前后生物質(zhì)碳材料的循環(huán)伏安曲線對比圖(30 mV/s)

圖6(a,b)是不同電極在電流密度為1 A/g時的GCD對比圖,可以發(fā)現(xiàn)不同碳化溫度、不同碳劑比所制備的電極的GCD曲線都呈現(xiàn)出接近理想的等腰三角形,具有較好的對稱性,表明其具有較好的雙電層儲能特性,這與CV圖的分析結(jié)果一致。為進一步研究生物質(zhì)活性碳的儲能特性,還測試了不同電極在不同電流密度下的充放電性能,如圖6(c,d)所示。900C-1及900C-2在不同電流密度下均呈現(xiàn)出較好的儲能特性。通過對充放電曲線的計算,可以得到各類材料的比電容,如表1所列。可見,當(dāng)碳化溫度為900 ℃時,生物質(zhì)活性碳的比電容隨著碳劑比的增加而提高,當(dāng)電流密度從0.1 A/g增大到1 A/g,樣品900C-1和900C-2的比電容保持率分別為78.94%和74.05%,均表現(xiàn)出良好的倍率性能。圖6 不同電極的GCD曲線

圖2(a,b,c)分別是900C、900C-1及900C-2的氮氣吸脫附等溫曲線圖,圖2(d,e,f)分別是其局部放大圖。顯然在低壓段(0.0～0.1)900C呈現(xiàn)出與氮氣的弱相互作用,而900C-1及900C-2呈現(xiàn)出強相互作用,這意味著900C材料顆粒較大,其比表面積偏小。在中壓段(0.3～0.8)時,吸脫附曲線出現(xiàn)了一定的滯后,滯后越嚴(yán)重,說明其內(nèi)部的微孔越多[16],可見900C-1及900C-2具有較多的微孔及較大的比表面積。經(jīng)過氮氣吸脫附測試,可以得到900C、900C-1及900C-2材料的比表面積分別為137,762及 1129 m2/g。圖2 氮氣吸脫附等溫曲線圖

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3316017